Życie na Ziemi mogło powstać dwa razy. Trzeba będzie przepisać drzewo życia?

Pochodzenie życia to jedna z największych zagadek nauki. Na pytanie: "Jak martwa materia przekształciła się w organizmy zdolne do wzrostu, pozyskiwania energii i rozmnażania?", badacze szukają odpowiedzi od dekad. Najnowsza hipoteza zespołu kierowanego przez Williama Martina z Uniwersytetu Heinricha Heinego w Düsseldorfie może jednak przepisać drzewo życia. Według autorów przejście od materii nieożywionej do organizmów żywych nie nastąpiło raz, lecz dwukrotnie.

Obecnie życie definiuje się poprzez zdolność do reagowania na środowisko, produkcji energii, wzrostu i reprodukcji. Kluczową rolę odgrywa metabolizm – sieć reakcji chemicznych kontrolowanych przez enzymy. Paradoks polega na tym, że enzymy same są produktami metabolizmu. Dlatego badacze od dawna wskazują na źródła hydrotermalne, gdzie naturalne metale mogły pełnić rolę pierwszych katalizatorów.

Analizując struktury białek metabolicznych bakterii i archeonów, naukowcy stworzyli algorytm rekonstruujący kolejność pojawiania się kluczowych enzymów. Wyniki pokazują, że ostatni uniwersalny wspólny przodek (LUCA) nie był jeszcze w pełni autonomiczny. Dysponował enzymami tylko dla około połowy reakcji metabolicznych – drugą połowę katalizowały metale z otoczenia. Pierwsze protocomórki przez miliony lat zależały więc od środowiska. Dopiero później, już po rozdzieleniu linii bakteryjnej i archeonowej, obie grupy niezależnie wykształciły własne enzymy.

Możemy zaobserwować przypadki, w których przodkowie bakterii i archeonów niezależnie opracowali enzymy o różnych strukturach do katalizowania tej samej istotnej reakcji metabolicznej – wyjaśnia biolog Natalia Mrnjavac. 

Ta ewolucyjna konwergencja skłania autorów do wniosku, że obie linie osiągnęły autonomiczne życie osobno, choć dzieliły ten sam kod genetyczny. 

Mamy jedno pochodzenie kodu genetycznego, ale dwa początki życia – podsumowuje William Martin.

Badanie oferuje też możliwą odpowiedź na pytanie, jak działał metabolizm przed pojawieniem się ATP. Naturalna forma fosforu – fosfity obecne w źródłach hydrotermalnych – mogła pełnić rolę nośnika energii. 

Fosfit i pallad zastępują ATP i enzymy. To zadziwiające i sprawia, że wczesna ewolucja staje się znacznie łatwiejsza do zrozumienia – mówi Manon Schlikker.

Autorzy zastrzegają, że hipoteza wymaga dalszych badań. Jeśli jednak zostanie potwierdzona, klasyczne drzewo życia – z jednym wspólnym pniem – będzie trzeba zrewidować. Zamiast jednego pnia mogły istnieć dwie odrębne linie ewolucyjne, które rozdzieliły się jeszcze na etapie protocomórek, zanim te stały się w pełnym sensie organizmami żywymi.

Źródło: Republika/Science Advances

Dziękujemy, że przeczytałaś/eś nasz artykuł do końca.

Bądź na bieżąco! Obserwuj nas w Wiadomościach Google. 

Jesteśmy na Youtube: Bądź z nami na Youtube

Jesteśmy na Facebooku: Bądź z nami na FB

Jesteśmy na platformie X: Bądź z nami na X